北京协和医学院在线课程平台的设计与实现

2016-03-21，，，，，

中华医学图书情报杂志 2016年4期

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教育理念向“重学”的转化以及现代网络技术在教学中的应用，促进了现代医学教育的改革和发展，使基于在线课程平台的教育方式得到了推广。与传统的教学模式相比，基于在线课程平台的医学教育具有明显的优势。首先，医学生可不受时间和空间的限制，自由掌握学习进度和学习方式，实现自主化、个性化学习，有助于解决分层教学的难题；其次，在线课程平台不仅提供形象生动、内容充实的多媒体教学，还可有效实现师生间的动态交互；最后，平台可以协助统计人员方便获取医学生的学习记录、课程评价等内容，定量分析学生的学习动态、评价教学质量，实现向以学生为中心的教学模式转变[1]。

北京协和医学院是我国现代医学教育事业的先行者和高质量教育教学的典范，在教学中始终坚持“精英教育”思想，在教学模式、教学方法上不断地探索和改革[2]。为培养学生的自学创新能力和减轻医学生课业负担，北京协和医学院于2015年11月建立了“北京协和医学院在线课程平台”。该平台提供教学课程的全面资料，实现教师与学生的随时互动，提高了课堂教学质量和效率。

1 北京协和医学院在线课程平台的设计

1.1 平台设计原则

1.1.1 统一规划与业务规范化

北京协和医学院在线课程平台需统一规划建设结构、数据模型结构、数据存储结构以及系统扩展规划等内容，同时为使平台具有较强的实际操作性，需制定较为完善的业务流程规范[3]。

1.1.2 易用性与可维护性

考虑到使用者的计算机水平层次不一，同时由于医学知识更新较快，需要不断更新课程教学内容、改进资源教学方法等，所以平台设计应尽量操作简便，平台必须具有良好的维护性，提供简便的删改、添加功能。

1.1.3 兼容性与可靠性

由于平台涵盖教案、教学大纲、教学进度计划、课件、授课视频、参考资料等丰富异构的教学资源，所以平台需具备自动识别并拒绝接受错误和结构不合理数据的功能。同时，由于操作失误出现的故障，系统重新使用时应有自动容错功能，若出现一时的设备故障系统可进行恢复，不破坏数据的一致性和完整性[4]。

1.1.4 可扩展与易升级

在设计平台过程中不仅要参照借鉴国际的标准规范及现有成熟课程平台的体系结构，还需考虑业务未来发展的需要，尽量保证模块“高内聚、低耦合”，提高模块的独立性，便于平台的扩展和升级[5]。同时在线课程平台的设计还需考虑学校已有资源，与本校教务管理系统、图书馆进行对接，实现协同工作。

1.1.5 交互性与共享性

交互性是影响在线教学效果的重要因素。在线课程平台应设计论坛功能模块，实现在线授课指导、答疑、课程讨论等, 为师生间、学生间的交流提供空间。同时要保证教师与学生均可免费共享使用与课程相关的教学大纲、教案、课件、授课视频、参考文献等教学资源。

1.1.6 安全性与保密性

考虑到平台部分资源的保密性，北京协和医学院在线课程平台需设置不同的用户类型以及相应的安全级别和操作权限。为了保证数据安全，平台内部的重要业务操作均需留有痕迹，还要实现数据的异地备份。

1.2 平台总体框架设计

该平台采用B/S结构，通过面向对象的设计理念，使用SpringMVC轻量级框架。通过MVC架构模式的思想，将Web层进行职责解耦。首先用户发送请求，前端控制器根据请求信息(如URL)决定选择页面控制器进行处理并将请求委托给它。页面控制器接收到请求后进行功能处理，需收集和绑定请求参数到一个对象，将命令对象委托给业务对象进行处理。处理完毕后返回一个ModelAndView，前端控制器收回控制权，根据返回的逻辑视图名选择相应的视图进行渲染，并把模型数据传入以便视图渲染，前端控制器再次收回控制权，将响应返回给用户，实现系统的相关功能。

这种模式具有清晰的角色划分，数据验证、格式化、绑定机制功能强大并且易于扩展，而且可以在服务器端集中维护，学生和教师通过浏览器即可随时访问。北京协和医学院在线课程平台的总体框架如图1所示。

图1 北京协和医学院在线课程平台总体框架

1.3 平台功能结构设计

北京协和医学院在线课程平台用户主要分为教师、学生、图书馆员、管理员4类，各类用户在该平台中扮演着不同的角色。对平台用户功能模块包括教师管理模块、学生学习模块、图书馆员管理模块及管理员管理模块。

1.3.1 教师管理模块设计

在线课程平台中教师既是教学资源的提供者，也是学生自主学习、协作学习的指导者。教师可以通过平台实现以下11项功能。

新建教学课程：注册教师登录后，即可进入教学页面创建课程，填写课程基本信息(包括课程名称、是否为公开课、课程所属专业、是否对课程进行进度、作业和进阶式控制、课程学时、课程学分、课程论坛权限设置、课程封面、课程描述、教学大纲、课程教学计划等。其中课程名称、是否为公开课、课程所属专业、课程学时、课程学分、课程论坛权限设置、教学大纲、课程教学计划为必填项)。

课程维护：新建课程后需要对课程内容进行维护。为方便教师上传、修改课程资源，平台提供了课程网站模板，包括课程目录、授课视频、课程PPT、课程学习时长、课程讲义、参考资料6个栏目。课程每一章节下的授课视频，均配有课程PPT同步，可以达到课堂讲授的效果。同时为方便操作，授课视频、课程PPT栏目可实现附件的直接上传，教师可以对上传的附件修改名称及删除。此外通过输入视频学习时长(分钟)还可以设置学习时长，学生在学习过程中需要按照课程设定的时长或者测试要求进行进阶式学习。课程目录和讲义可直接通过在线编辑生成，教师可以像编辑Word文件一样在线编辑网页，其中讲义部分支持公式、图片、视频、文字混排。

添加课程助教：添加助教是在线课程平台主要的学习支持服务。任课教师针对一门课程可以设置一至多名助教，助教由学生担任。助教担负的职能有课程基础信息维护、课程作业管理、课程成绩管理、课程等级控制管理、课程习题管理、课程问卷调查管理、课程词条管理、课程视频管理、课程章节管理、课程参考书籍管理、课程PPT管理、课程学习时长管理和课程内容管理。教师可以自由选择功能，设置助教权限。

设置习题库与作业：教师可以设置习题库，题型为客观题，包括单项、多选、判断、填空、改错5种，并可设置是否给出试题分析、做题数量、通过率几项参数。教师通过选择作业、发布作业、选择分组实现课程作业的布置，作业可以以组的形式布置。教师也可灵活选择布置方式，即同组学生完成的是同一份作业，也可以以个人形式布置。

批改作业：学生提交作业后，平台会提示给教师，教师可在线批改作业。如果学生作业合格，教师可直接给予通过，给该生作业打分，计入作业考核成绩，并可将作业分享至课程论坛，供所有学生查看。如果学生作业需要修改，教师可直接将作业修改建议反馈给学生，若学生对作业进行了修改，平台也会给教师以提醒。此外，教师可对课程设置作业进行控制，要求学生必须完成作业并通过，才能进入下一节的学习。

实时视频答疑：答疑解惑是在线课程教学中不可或缺的重要组成部分，授课教师可以通过“答疑解惑”模块，实现与学生的在线视频交流答疑。

参与课程讨论：课程论坛主要由围绕该课程的话题列表组成，显示各话题发帖数量、话题标题、话题内容、发起人及发起时间。教师可对某一话题发表观点与看法，并对学生的留言进行回复；也可以按用户名、学号、班级、学院、专业、兴趣领域5种方式搜索其他人员，邀请他发表自身的观点和看法，被邀请后会有相应的提醒。此外，教师有权对论坛中的所有话题进行修改和删除，在删除话题的同时，会被删除其讨论。

课程成绩管理：成绩管理包含评分标准、学习时长成绩、作业完成程度成绩、考试成绩、综合成绩，其中综合成绩=学习时长成绩+作业完成程度成绩+考试成绩。教师可以在“评分标准”栏目中设定每门课程的成绩评定方式和各部分所占比重，可根据学生的学习时间填入学习成绩，根据学生的作业提交情况填入作业成绩，根据考试情况填入学生的考试成绩。所有成绩录入完成后，系统会根据成绩计算标准给出学生的综合成绩。最后教师根据学生的综合成绩选择学生成绩总评,通过或者不通过。

发布教学通知：包括教学公告、新闻通知、政策法规通知。所有通知显示在消息区中并可进行检索，在查找框中输入搜索的关键词，平台显示包含关键词的所有通知。

问卷调查：问卷类型有2种，一种是课程前期问卷，旨在课程学习之前，教师通过设置调查问卷,对想了解的问题如学生基础知识储备等进行提问；另一种是课程后期问卷，课程结束后设置问卷调查可帮助教师及时获得课程评价与反馈。教师可通过问卷调查模块创建问卷、发布问卷、设置是否必须作答、设置调查结束时间、删除问卷、查看问卷的统计结果，还可以把问卷及统计结果导出存为Excel格式的文件。其中问卷可设置单选题、多选题、主观题等多种题型。

注册登录：授课教师注册的形式有2种，一种是由管理员在后台统一为授课教师注册，教师可用管理员提供用户名及初始密码直接登录，初次登陆需完善个人信息；另一种是授课教师自行注册，而后需要完善个人信息，包括基本信息、教育信息、个人简介、联系方式4部分，其中基本信息与教育信息要求必须填写且要求真实。注册成功后登陆系统时如果密码输入错误3次则用户名被锁定，24小时之后方可解锁。

1.3.2 学生学习模块设计

学生通过该模块可进行选课、课程学习、教学互动、修改作业等操作，平台中学生可实现以下12项功能。

课程检索与浏览：首页设有课程搜索框，学生只需输入课程关键词便可检索到相关课程。同时，学生还可以浏览课程列表，列表按学习时长从低到高进行排序，并显示每门课程的相关信息、热门程度。课程浏览页面包括课程名称、建课教师介绍、课程预览视频、课程评价、相关课程推荐、教学大纲、教师简介、主讲教师及共建教师的相关介绍。

在线听课：学生只需点击课程图片或课程名称，该课程便会出现在其本人的课程列表中，并且被选的课程将不再出现在可选课程列表中。进入课程学习页面，课程以教材模式呈现，点击课程某一章节便可进行学习，系统将自动记录学生每一章节的学习时长，并将其作为结业考核的指标之一。同时平台还提供针对每个章节的实时笔记，学生可以针对授课视频的任意一点进行记录，实现笔记与视频内容在具体时间点的关联。此外，平台还提供对每个章节内容的扩展阅读，学生可以浏览针对知识点的相关内容。

课程作业的完成、修改与提交：每一章节都可设置对应的作业，学生可在线完成并提交，教师批改作业之后平台会予以提示。如果作业合格则无须修改，已通过的作业不能删除；如果作业出现错误则需要修改，学生需参考教师的作业批改建议进行修改，修改后需再次提交。

参与讨论：论坛区包括课程讨论区和公开讨论区两部分，学生可自行选择。学生可以实现对已有话题回帖，发起新的话题，投票支持优秀讨论帖，举报不恰当讨论帖，设置讨论帖的更新提醒邮件，邀请教师、学生答题等操作。但是学生无权删除他人话题，话题只能由发起人或教师删除。

为课程添加词条：学生可以课程为单位建立词条并进行维护,但词条需经教师或助教审核后才能生效，生效的词条将显示在课程列表页面[6]。

查看学习进度：学生可以随时掌握自己的学习情况，即平台会以进度条和百分比的形式，直观地反映学生课程的学习进度。

完成课程结业考试：参加考试的学生需要在考试开放时间内登录学习平台，一次性自主完成课程考试。

课程评价：学生可以通过填写调查问卷的形式参与课程前期调查以及所学课程的评价。评价采用不记名方式，在后台只记录用户IP。

查看课程成绩：学生登陆后可以查看已考试课程的成绩及学分获得情况。

接收消息通知：平台可实现教学通知的推送，学生可查看信息具体内容及发送时间，也可删除已读信息(单条或批量删除信息均可)。

推荐资源：在课程章节目录下，学生可以推荐相关的资源链接，而后由教师决定是否发布。

注册登录：学生需要自行注册，然后完善个人信息，包括QQ、Email、手机号、个人简介、兴趣爱好。与教师管理模块相同，注册成功后即可进行登录。

1.3.3 图书馆员管理模块设计

课程的教学教参可有效辅助学生随堂作业和课程考核的完成，学生需要对其进行广泛而认真的阅读。网络在线教育课程的这一特点促使大量的阅读需求导向图书馆[7]。平台中图书管理员可以实现2项功能。

一是为授课教师推荐的教学教参添加资源链接及版权说明。图书管理员有权查看教师推荐的教参，为其添加资源链接，并在教学参考书后面添加版权说明文字。版权说明具体内容为：为了支持我校教学科研的需要，图书馆为全校师生购买开通了各类型电子资源。请读者自觉遵守《著作权法》、《信息网络传播权保护条例》等相关法律法规规定，合理合法使用图书馆电子资源。对于违规使用电子资源规定的读者，将按照图书馆“关于电子资源合理使用的相关说明和要求”中的相关规定进行处理。

二是推荐相关课程教学教参。图书馆可为所有课程推荐教学教参，提供的教学教参类型主要包含图书、期刊、论文、数据库、音视频、网站、课件7种类型。图书馆员根据图书馆制定的组织各类型学习资源的元数据，将推荐资源以标准格式整合入北京协和医学院在线课程平台。各类型推荐资源的元数据格式具体为：数据库元数据(包括数据库名称、URL地址、简介、访问方式、使用指南链接)，图书元数据(包括书名、作者、出版社、出版日期、ISBN)，期刊元数据(包括刊名、ISSN、影响因子、URL)，论文元数据(包括题名、作者、机构、摘要、URL)，音视频元数据(包括名称、时长、发布者、URL)，网站元数据(包括网站名称、链接地址、简介)，课件元数据(包括课件名称、学校、URL地址、主讲人)。

1.3.4 管理员管理模块设计

管理员除了具有普通用户的功能外，还具有以下6种功能。

用户创建与管理：管理员在后台可以添加、审核用户，实现用户信息的批量导入；可以按用户ID或者用户姓名进行模糊查找，以便对特定用户进行操作，包括查看用户信息、修改用户信息以及删除用户。同时，平台具有限制账号重复登录的功能，以确保用户账号的安全性。

公告管理：管理员可以进行平台内公告的撰写、编辑、发布、删除等操作，并上传多个附件。

论坛管理：在论坛中管理员除设置课程讨论区外，还可设置其他公众讨论区，并对学生进行分组。

课程统计分析：管理员可以进行评价统计、课程统计和论坛统计，并以Excel表格的形式导出结果。

数据备份：数据备份是容灾的基础，指为防止系统出现操作失误或系统故障导致数据丢失，将全部或部分数据集合从应用主机的硬盘或阵列复制到其他存储介质的过程[8]，主要由管理员负责。

系统维护：管理员主要进行两方面的维护，一是清除平台运行中发生的故障和错误，二是为使平台适应用户环境新变化、满足新需要，对平台做出局部的更新。

2 北京协和医学院在线课程平台的实现及特点

北京协和医学院在线课程平台已进入试运行阶段，课程视频的录制也在有条不紊地开展。学校计划将《医学微生物学》《病理学》《医学文献与检索》等17门校级精品课程投放到平台，目前《医学微生物学》课程已上线。图2展示了《医学微生物学》课程页面。各模块均达到了平台的设计目标，全校师生都可登录进行在线学习。

平台的特点主要体现在以下几方面。

2.1 资源的集成与形象化表达

北京协和医学院在线课程平台集成了全部课程的教学大纲、课程PPT、授课视频、课程讲义、参考文献等教学资源，形成了内容丰富、生动具体、适应学生学习的多媒体课程。既拓宽了学习内容，开阔了学生视野，又实现了优质教学资源和优秀教学成果的共享。

2.2 进阶式教学方式

平台提供进阶式教学方式，学生可根据自身实际情况安排学习时间，通过完成作业、学习时间获得自己需要的学习进度，充分体现学生的自主学习性。

2.3 教学教参的科学性与先进性

平台教学教参推荐遵循严格的指标规定，在一定程度上保证了资源的科学性与先进性。资源遴选主要依据以下8个指标。

学科主题：与课程所涉及的学科主题相符；作者研究领域：优先选取专业领域权威人士、学科奠基人的著作；出版时间：力求新颖性，主要遴选2005年以后的教参资源，特别经典的著作不限定时间范畴；出版机构、版次：优先遴选知名出版机构如Wiley、Elsevier、Oxford University Press、高等教育出版社等的教参资源、优先考虑高版次；图书馆利用情况，优先遴选借阅次数较高的教参资源；亚马逊畅销书排行榜：遴选亚马逊学科领域内排名前20的畅销书；获奖情况：优先遴选获得国家科技进步奖、教学成果奖、优秀学术著作奖等奖项的图书；其他：泰晤士世界大学排名前20的国外医学院校经典外文教学教参、北京大学医学部国外教材中心推荐教材、国家教育部十二五规划教材、高等医学院校教材，被医学专业论坛相关专业人士推荐的教材。